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Photovoltaik monokristallines Silizium mit 14 % bis 18 % auch den höchsten Wirkungsgrad, dessen Oberfläche eben und graphitfarben ist. Polykristallines Silizium besteht aus mehreren Kristallen, die jedes für sich eine regelmäßige atomare Struktur aufweisen. Polykristalline Solarzellen sind etwa 200 µm bis 300 µm dünn. Sie können preiswerter hergestellt werden als monokristalline Solarzellen, haben allerdings einen geringfügig geringeren Wirkungsgrad. Dieser liegt zwischen 10 % und 15 %. Die Oberfläche von polykristallinem Silizium ist blau. Amorphes Silizium hat keine geordneten atomaren Strukturen, diese sind unregelmäßig. Es kann relativ preiswert hergestellt werden, der Wirkungsgrad liegt lediglich bei 6 % bis 10 %. Dafür hat amorphes Silizium ein hohes Absorptionsvermögen. Die Leerlaufspannung (Vco) der Solarzellen ist abhängig vom Halbleitermaterial. Bei Silizium beträgt die Quellenspannung etwa 0,5 V und ist unabhängig von der Sonneneinstrahlung. Die Stromstärke steigt hingegen mit höherer Beleuchtungsstärke an und kann bei einer Sonneneinstrahlung von 1.000 W/qm einen Strom von bis zu 2 A generieren. Der Zusammenhang zwischen dem Strom und der Spannung entspricht dem charakteristischen Verhalten der Solarzelle und wird in der I-U-Kennlinie dargestellt. Aus dieser Kennlinie können der Kurzschlussstrom, die Leerlaufspannung, der Füllfaktor, der Maximum Power Point (MPP) und der Wirkungsgrad entnommen werden. Neben den Silizuim-basierten Basismaterialien gibt es bereits Solarzellen aus anderen Halbleiterverbindungen wie Cadmiumtellurid (CdTe), Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) und Galliumarsenid (GaAs), aber auch solche, die auf der organischen Photovoltaik (OPV) basieren. Die genannten Materialien werden in Dünnschichtsolarmodulen eingesetzt, deren Wirkungsgrad ist allerdings wesentlich geringer als der von Silizium-Solarzellen und liegt bei ca. 6 % bis 10 %. 20
Photovoltaik TCO, transparent conductive oxide Transparent Conductive Oxide (TCO) sind transparente leitende Oxide, die u.a. in der Herstellung von Solarzellen in Dünnschichttechnik eingesetzt werden. Aus diesen Materialien werden bei der Beschichtung die transparenten Leiterbahnen aufgedampft. In der Solartechnik kommen als TCO-Materialien Zinkoxid (ZnO) und Zinnoxid (SnO2) zum Einsatz. Wechselrichter DC to AC converter Wechselrichter, auch als Inverter bezeichnet, sind elektronische Schaltungen, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Solche Wechselrichter werden überall dort eingesetzt, wo Geräte oder Systeme, die mit Wechselspannung resp. Netzspannung betrieben werden, über Akkus gepuffert sind. So beispielsweise in USV-Systemen oder bei der Einspeisung der Gleichspannung von Photovoltaikanlagen in das Niederspannungsnetz. Wechselrichter für Photovoltaikanlagen, Foto: archivexpo.de Wechselrichter, DC-to-AC-Converter, arbeiten wie getaktete Netzteile und erzeugen aus der Gleichspannung eine Wechselspannung. Im Gegensatz zu Gleichspannungswandlern entspricht die Taktfrequenz der Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz. Das getaktete Signal wird über Tiefpässe in ein Sinussignal geformt und auf die Höhe der Netzspannung transformiert. In der Photovoltaik muss die von den Wechselrichtern erzeugte Wechselspannung exakt 230 V und 50 Hz haben und muss darüber hinaus noch phasensynchron zur Netzspannung sein. Darüber hinaus optimieren 21
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